利用電化學噪聲技術監(jiān)測緩蝕劑的緩蝕性能
電化學噪聲（EN）是電化學動力系統演化過程中電極電位或外加電流密度的隨機非平衡波動。電位學噪聲技術是一種原位、無損的金屬腐蝕探測技術，其在測量過程中無需對被測電極施加可能改變腐蝕過程的外界擾動，無需預先建立被測體系的電極過程模型，通過數據處理即可得到腐蝕速率與機理方面的信息。近年來，國內外諸多學者在利用EN技術研究金屬材料的局部腐蝕熱力學與動力學行為，評估材料耐蝕性以及緩蝕劑、表面涂鍍層的防護性能，監(jiān)測電化學系統腐蝕速度和過程等方面進行了探索。目前電化學噪聲作為一種新興的腐蝕研究、監(jiān)測手段收到取得了快速的發(fā)展。電化學噪聲測試方法相對于其他傳統的腐蝕監(jiān)測或檢測技術具有許多顯著的優(yōu)勢。首先，電化學噪聲測試過程中不需要像其他電化學測試方法那樣對電極體系施加擾動，如極化曲線、交流阻抗等，因此電化學噪聲得出的結論更為真實、可信；其次，電化學噪聲技術不像交流阻抗測試，其無須滿足阻納的三個基本條件；第三，電化學噪聲技術不需要預先建立被測體系的電極過程模型；最后，檢測設備簡單，且可以實現遠距離監(jiān)測。必須指出的是，由于電化學噪聲測試過程中沒有施加電化學擾動，因此通過電化學噪聲測試無法得到電極反應過程的動力學參數等信息。
Nagiub等利用EIS和EN技術評價了苯并三氮唑、葡萄糖酸鈉、多磷酸鈉3種緩蝕劑對C26000黃銅在質量分數為3%的NaCl溶液以及人工海水中的緩蝕性能，并以去除直流分量后的電位和電流噪聲數據的功率譜密度（PSD）探討了苯并三氮唑的添加對噪聲功率密度譜斜率數值的影響。Aballe等利用EN技術研究了鋁合金AA5083在質量分數為3.5%的NaCl溶液中，以及添加500 mg/LCeCl3后的腐蝕行為，并分別采用統計法和小波變換的方法對EN數據進行了分析。其研究結果不僅對腐蝕體系的腐蝕行為進行了表征，同時驗證了EN數據處理的新方法。電化學噪聲有時域分析和頻域分析兩種分析方法。在初期對電化學噪聲數據進行分析時，主要采用的是頻譜變換的方法，傳統上使用的時頻轉換技術為傅立葉變換，但是傅立葉變換僅對穩(wěn)態(tài)信號有效，盡管采用加窗等方法對傅立葉變換進行改進，但是對于電化學噪聲這種非穩(wěn)態(tài)信號采用傅立葉變換依然會導致信息的缺損。小波變換技術是在傅立葉變換之后迅速發(fā)展起來的一種信號處理手段，它在保留傅立葉變換優(yōu)點的基礎上，徹底克服了傅立葉變換的不足，不僅可以用來處理穩(wěn)態(tài)信號，而且非常適合處理電化學噪聲這樣的非穩(wěn)態(tài)信號，小波變換代表了電化學噪聲時頻轉換技術的發(fā)展方向。小波分析可以看成是傅立葉變換的進化或變種，它把傅立葉變換中用到的連續(xù)正弦波替代成具有有限長度的暫態(tài)變量——小波。具有不同幅度、時間長度、位置的小波組合起來就得到了被研究的信號。與傅立葉變換不同，小波變換可以用來分析非穩(wěn)態(tài)信號。由于電化學噪聲信號具有隨機非穩(wěn)定性的特征，所以利用小波變換研究電化學噪聲得到了普遍的關注。
EN測試方法的不足之處在于數據分析比較復雜，處理方法仍存在欠缺。迄今為止，其產生機理仍不完全清楚，在理論和實踐上尚有許多問題需要解決。因此尋求更先進的數據解析方法已成為當前電化學噪聲技術應用的一個關鍵問題。
本文版權為荊門鑄鼎新材料有限公司（www.genomanalyse.com）所有，轉載請注明出處。
2013年8月27日
|
